馮世德，孫太凡*

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

玉米粉對小麥面團和饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響

馮世德，孫太凡*

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

研究玉米粉對小麥面團和饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響，用質(zhì)構(gòu)儀測定面團及饅頭的質(zhì)構(gòu)特性，用掃描電鏡觀察面筋的超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在玉米粉添加量為20g/100g面粉時，面團的質(zhì)構(gòu)特性變化差異顯著，低于20g/100g面粉時，面團質(zhì)構(gòu)特性變化不大；隨著玉米粉添加量的增加，饅頭的硬度及膠黏性變小，彈性增加，內(nèi)聚性、咀嚼性、黏附性變化不顯著；饅頭的硬化速率增加，抗老化效果變差；玉米粉的添加阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。因此，玉米粉的添加，改變了面團和饅頭的質(zhì)構(gòu)特性及面筋的超微結(jié)構(gòu)。

玉米粉；小麥粉；質(zhì)構(gòu)特性；面團；超微結(jié)構(gòu)

由于只有小麥面粉蛋白質(zhì)能形成面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1-2]，所以小麥面粉常被用于加工面包和我國北方人喜愛食用的饅頭[3]。但近年來，由于小麥面粉加工精度的提高，導(dǎo)致了大量的膳食纖維、B族維生素及礦物質(zhì)流失，如長期食用，會引起人們體內(nèi)營養(yǎng)素不平衡。玉米是世界上第二大禾谷類作物，玉米粉中含有豐富的鉀、磷、鐵、鋅、鈣、VB1、VB5、VB6[4]，同時富含胡蘿卜素色素[5-6]。由于玉米粉不含面筋蛋白，所以，不能單獨用玉米粉制作饅頭或面包[7]，玉米粉常被添加到面粉中制作饅頭或面包等[8-10]。玉米粉的添加能顯著影響?zhàn)z頭的感官品質(zhì)，有研究表明，添加20%玉米粉的饅頭口感最佳[11]。隨著玉米粉添加量的增加，面粉與玉米粉混合粉的粉質(zhì)特性及拉伸特性都會發(fā)生改變，同時能降低面筋的品質(zhì)，但是添加量不超過15%時對饅頭品質(zhì)的影響并不十分明顯[12]。

有關(guān)玉米粉對小麥面團和饅頭質(zhì)構(gòu)特性影響的研究報道較少，本實驗擬利用TMB-Pro質(zhì)構(gòu)儀研究玉米粉添加量對面團及饅頭的硬度、內(nèi)聚性、彈性、黏附性、膠黏性、咀嚼性等參數(shù)的影響，利用掃描電鏡技術(shù)觀察添加玉米粉的面團超微結(jié)構(gòu)變化，為玉米粉的進一步開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

面粉(北大荒原味標(biāo)準(zhǔn)粉，濕面筋含量為31.3%)黑龍江北大荒豐威食品有限公司；玉米粉(蛋白含量為8.51%，直鏈淀粉含量為16.2%，支鏈淀粉含量為47.7%，粗纖維含量為3.3%) 黑龍江省大慶市新瑪特超市；安琪酵母 安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TMB-Pro型質(zhì)構(gòu)儀 FTC儀器制造公司；FW80型高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司；BL-220H型分析天平 島津國際貿(mào)易(上海)有限公司；Farinograph-E型粉質(zhì)儀 德國Brabender公司；FJX-12康成牌高級霧化面包發(fā)酵箱 順德市康成電器公司；JEOL-JSM-6360LV型掃描電鏡 日本電子株式會社。

1.3 方法

1.3.1 玉米粉與面粉混合粉的制備

研究粒度相同條件下，玉米粉的添加量對小麥面團和饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響。將面粉及玉米粉過100目篩子，按每100g面粉中分別添加5、10、15、20g玉米粉的比例配成混合粉，以不加玉米粉的面粉為對照組。

1.3.2 混合粉面團及饅頭的制備

每個混合粉做5份平行實驗，每份200g，在恒溫條件下，將各混合粉和對照加入適量水(面團稠度達500FU左右)，再按混合粉1%的比例加入酵母后，進行揉和，將揉好的光滑、不黏手的面團放入相對濕度70%，溫度36℃的霧化面包發(fā)酵箱中發(fā)酵120min。以相同的力度與揉和次數(shù)將發(fā)酵后的各面團揉成圓形后，進行TPA(texture profile analysis)測試。5份平行樣品測試中，每份平行樣測2次，每個測試參數(shù)去掉最大值和最小值后求平均值。

將每個經(jīng)過TPA測試的混合粉面團(平均分成2份，其中一份用于出鍋1h的饅頭TPA測試，另一份用于出鍋25h的饅頭TPA測試)，以同樣的力度重新揉成饅頭形狀，做好標(biāo)記后放入蒸鍋中蒸成饅頭，饅頭的蒸制方法按GB/T 17320—1998《專用小麥品種品質(zhì)》附錄B標(biāo)準(zhǔn)進行，20min左右，饅頭出鍋。將蒸好的饅頭在室溫條件下冷卻1h，然后裝于密實袋中，在室溫條件下放置，以裝入袋中為0h，然后放置24h。分別對0、24h的饅頭進行TPA測試。5份平行樣品測試中，每份平行樣測2次，每個測試參數(shù)去掉最大值和最小值后求平均值。

1.3.3 面團及饅頭TPA測試條件

TPA測試中面團及饅頭的取樣方法見參考文獻[13]，使用的探頭為P/36R型；面團及饅頭的TPA測試的操作模式：壓力測定；操作類型：TPA；測試前速率：1.0mm/s；測試速率：1.0mm/s；測試后速率：1.0mm/s；壓縮率：50.0%；兩次壓縮之間的時間間隔：5.0s；觸發(fā)類型設(shè)置為：Auto；起點感應(yīng)力：5g；數(shù)據(jù)采集速率：200pps。從TPA實驗曲線上可得到6個參數(shù)值：硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性、黏附性。

1.3.4 玉米粉添加量與饅頭硬化速率的關(guān)系

探討?zhàn)z頭在放置過程中，玉米粉添加量與饅頭硬化速率之間的關(guān)系，饅頭硬化速率的測定方法見參考文獻[14]。

饅頭硬化速率/(N/h)=(貯存24h饅頭芯硬度/N—貯存0h饅頭芯硬度/N)/24h

1.3.5 玉米粉添加量對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響

每100g面粉中分別添加0、5、10、15、20g玉米粉混勻后和成面團，面團醒發(fā)90min后拉伸搓圓，從面團中取3～5mm3左右的小面團作為測試樣，立即浸泡于磷酸緩沖液配制的戊二醛中，在4℃條件下固定。然后用pH7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5min，再用鋨酸固定1.5h，之后重新用pH7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5min。再依次用30%、50%、70%、90%、100%的丙酮脫水，每次20min。樣品以CO2臨界干燥后，將其用雙面膠帶黏在樣品臺上，經(jīng)IB-5離子濺射儀鍍金100A后用JEOL-JSM-6360LV型掃描電鏡觀察拍照，加速電壓15 kV，照片放大倍數(shù)為200倍。

1.3.6 統(tǒng)計分析

利用SPSS12.0分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米粉對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響

表 1 玉米粉添加量對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of corn fl our addition on textural properties of dough

由表1可知，與對照組相比，在100g面粉中，隨著玉米粉添加量的增加，面團的咀嚼性顯著增加，黏附性顯著降低。添加20g玉米粉時，面團內(nèi)聚性、彈性、膠黏性與對照組相比顯著增加，內(nèi)聚性、彈性、膠黏性與對照組相比，其他各水平變化差異不顯著。玉米粉添加量低于20g時，面團質(zhì)構(gòu)特性變化不大。

面團的特性主要是水和面筋結(jié)合的特性，淀粉顆粒對面團特性沒有太大影響，面筋是面團的骨架[15]。硬度和咀嚼性是衡量面制品品質(zhì)的兩個重要指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)，硬度和咀嚼性越小，面團越柔軟。隨著玉米粉添加量的增加，面團的硬度和咀嚼性增大，這可能是由于玉米粉中蛋白質(zhì)阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，面筋的彈性和延展性較差，導(dǎo)致饅頭的氣室減小，因而硬度增加，咀嚼性增加。

2.2 玉米粉對饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響

表 2 玉米粉添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effect of corn fl our addition on textural properties of Chinese steamed bread

饅頭出鍋1h后，質(zhì)構(gòu)特性見表2。與對照組相比，在100g面粉中，隨著玉米粉添加量的增加，饅頭的咀嚼性、黏附性無顯著變化；饅頭的硬度及膠黏性變化趨勢相似，呈降低趨勢。添加量在15～20g時，與對照組相比，饅頭硬度無顯著差異；彈性增加，且差異顯著；內(nèi)聚性、咀嚼性及黏附性變化不顯著。由表1、2可知，在100g面粉中，玉米粉添加量相同時，饅頭的硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性等參數(shù)均比相應(yīng)的面團增加，饅頭黏附性比相應(yīng)的面團降低。

在濕面筋總量不變的情況下，與對照組相比，隨著玉米粉添加量的增加，饅頭質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生了改變。面筋是發(fā)酵面團的骨架，使面團保持一定形狀，而饅頭在蒸制過程中，面筋網(wǎng)絡(luò)中淀粉的糊化作用直接影響?zhàn)z頭的組織結(jié)構(gòu)，糊化的淀粉顆粒首先從面團內(nèi)部吸水膨脹，淀粉顆粒體積逐漸增大，實際上是由淀粉在維持饅頭的體積。淀粉對面團的特性沒有多大影響，但對饅頭等食品品質(zhì)有影響[15]，在此研究中，玉米淀粉可能是影響?zhàn)z頭質(zhì)構(gòu)特性的一個因素。

2.3 玉米粉對饅頭硬化速率的影響

Effect of corn fl our addition on hardness of Chinese steamed bread圖 1 玉米粉添加量對饅頭硬化速率的影響Fig.1

饅頭的硬化速率越小，說明饅頭的抗老化效果越好。由圖1可知，饅頭放置24h以后，與對照組相比，玉米粉的添加使饅頭的硬化速率顯著增加，對照組饅頭的硬化速率最小。影響?zhàn)z頭老化的因素很多[16]，淀粉的老化是其中的一個因素，糊化的淀粉在放置過程中，淀粉分子通過氫鍵相互作用的再締合而產(chǎn)生淀粉的老化現(xiàn)象，支鏈淀粉的老化速率高于直鏈淀粉[17]。玉米粉的加入加速了饅頭的老化程度的原因可能主要是由于玉米粉中支鏈淀粉引起的。

2.4 玉米粉對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖 2 玉米粉添加量對面團超微結(jié)構(gòu)的影響Fig.2Effect of soybean dreg powder addition on dough ultrastructure

由圖2可知，在對照組中，面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連續(xù)性比較好，淀粉顆粒充當(dāng)填充物，在其中以高度分散的形式存在。添加玉米粉5g/100g面粉的面團面筋開始出現(xiàn)斷裂，出現(xiàn)比較大的空洞；添加玉米粉15、20g/100g面粉的面團面筋斷裂更嚴(yán)重，面筋結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞，幾乎看不到面筋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?？梢?，隨著玉米粉添加量的增加，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性變差，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生斷裂，包裹顆粒的能力變差，玉米粉含量越高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)斷裂越嚴(yán)重，面團的面筋結(jié)構(gòu)惡化越嚴(yán)重。掃描電鏡結(jié)果進一步證實了，玉米粉的添加阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。

3 討 論

在100g面粉中，玉米粉添加量為20g時，面團的質(zhì)構(gòu)特性變化差異顯著，低于20g時，面團質(zhì)構(gòu)特性變化不大；隨著玉米粉添加量的增加，饅頭的硬度及膠黏性變小，彈性增加，內(nèi)聚性、咀嚼性、黏附性變化不顯著；玉米粉的添加，饅頭的硬化速率增加，抗老化效果變差；玉米粉加入破壞了面團面筋結(jié)構(gòu)的形成，面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)斷裂嚴(yán)重，玉米粉的添加阻礙了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。

傳統(tǒng)的面團及饅頭品質(zhì)評價方法主要是感官品質(zhì)評定，其缺點是方法不易標(biāo)準(zhǔn)化，而TPA是一種模仿人的咀嚼運動的客觀的感官分析方法，具有簡單易行、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、能夠客觀評定面團及饅頭品質(zhì)的優(yōu)點。

利用TPA測試對面團及饅頭的質(zhì)構(gòu)特性進行了研究，初步探索了玉米粉添加量對面團和饅頭質(zhì)構(gòu)特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)，面筋超微結(jié)構(gòu)的變化可能是引起面團及饅頭質(zhì)構(gòu)特性變化的內(nèi)因，也可能是引起饅頭感官品質(zhì)變化的主要原因。小麥面粉中特有的麥醇溶蛋白和麥谷蛋白在面團揉制過程中伸展成條狀，兩種蛋白以二硫鍵連接，形成面粉特有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，脂肪、糖類、淀粉和水都包含在面筋骨架的網(wǎng)絡(luò)之中[15]。玉米粉的加入，破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)果原因可能是多方面的，首先可能是玉米粉的添加稀釋了面筋蛋白，使面團的面筋含量下降；也可能是，玉米粉的添加，玉米蛋白質(zhì)破壞了面筋結(jié)構(gòu)中的二硫鍵的形成，從而破壞了面團的微觀結(jié)構(gòu)，進而影響?zhàn)z頭的感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性。

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Effect of Corn Flour on Textural Properties of Wheat Dough and Chinese Steamed Bread

FENG Shi-de，SUN Tai-fan*
(College of Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

The objective of this study is to investigate the effect of corn fl our on textural properties of dough and Chinese steamed bread (CSB). Corn fl our was added to wheat fl our at ratios of 0:100, 5:100, 10:100, 15:100 and 20:100. Textural properties were studied using texture prof i le analysis, and the ultrastructure of gluten was examined by scanning electron microscopy (SEM). Results revealed a significant difference in textural properties of dough at a ratio of 20:100 and no significant difference at levels lower than 20:100 was observed. Adding more corn flour led to a significant decrease in hardness and gumminess and an obvious increase in springiness; however, no signif i cant change in cohesiveness, chewiness and adhesiveness was observed. As the hardening rate of CSB increased, the effect of corn fl our on anti-retrogration became bad and corn fl our could hinder the formation of gluten network. Therefore, addition of corn fl our can alter the ultrastructure of gluten and textural properties of dough and CSB.

corn fl our；wheat fl our；textural properties；dough；ultrastructure

TS213.2

A

1002-6630(2013)01-0101-04

2012-08-12

黑龍江省科技攻關(guān)計劃項目(GZ11B112)

馮世德(1968ü)，男，副教授，碩士，研究方向為食品化學(xué)與食品營養(yǎng)。E-mail：rscfsd@163.com

*通信作者：孫太凡(1968ü)，女，教授，碩士，研究方向為農(nóng)藥殘留分析及食品分析。E-mail：suntaifan@163.com